[发明专利]概率论与确定论相结合的核电厂多样性保护系统设计方法

说明书

本发明公开了概率论与确定论相结合的核电厂多样性保护系统设计方法，通过概率论识别系统及功能的重要度，确定多样性保护系统必须考虑的安全功能及系统；通过确定论确定安全系统功能的最小割集，确定多样性保护系统的功能需求。综合概率论与确定论的分析结果初步确定多样性保护系统的功能需求，并考虑相应的保护信号设置，最终通过概率论与确定论的定量化计算确定最优的多样性保护系统设置。本方法在传统的系统设计中引入了概率风险指引的方法，以实现系统设置最小化，安全功能最大的目的，在保障核电厂安全性的同时进一步优化核电厂的建造成本。

技术领域

本发明涉及核电厂安全设计领域，具体涉及概率论与确定论相结合的核电厂多样性保护系统设计方法。

背景技术

核电厂发生事故时，正常情况下由反应堆保护系统(RPS)触发紧急停堆、堆芯冷却功能、安全壳冷却等专设安全功能，若核电厂RPS发生共模故障，则事故工况下由RPS提供的紧急停堆保护、堆芯冷却功能、安全壳冷却功能无法被触发，导致核电厂事故升级，威胁核电厂安全，因此有必要针对核电厂保护系统设置一套多样性保护系统以应对事故工况下反应堆保护系统共模故障失效导致的事故升级，提升核电厂的安全性。

反应堆保护系统作为安全级的保护系统，主要从确定论角度考虑设计保护信号，使保护信号的设计能够应对预期范围内的所有核电厂设计基准事故，保障反应堆的安全性能。多样性保护系统作为反应堆保护系统失效的纵深防御，设计上需要考虑信号设置最小化，保护功能最大化的原则，提升核电厂的安全性能的同时兼顾经济性。多样性保护系统为反应堆保护系统(RPS)的纵深防御，即当反应堆保护系统由于共模故障导致功能性失效时，由多样性保护系统提供相同功能的反应堆保护功能，保障反应堆的安全性。

然而现有核电厂多样性保护系统设计主要是基于确定论的设计，主要侧重点依然是安全性，尚未有一套兼顾安全性能与经济性的设计方法。

发明内容

本发明的目的在于提供概率论与确定论相结合的核电厂多样性保护系统设计方法，以解决现有技术中核电厂多样性保护系统没有兼顾经济性的问题，实现系统设置最小化、系统安全功能最大化，保障核电厂安全性能的同时降低核电厂的建设成本，提升经济性的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

概率论与确定论相结合的核电厂多样性保护系统设计方法，包括以下步骤：

(A)进行概率论分析：

(1)建立核电厂事件序列概率模型；

(2)进行RPS故障导致的核电厂事件序列量化分析，确定重要序列；

(3)针对重要序列中的安全功能失效进行定量化分析，确定重要等级高的安全功能，设定其执行系统为安全等级高的系统；

(4)进行系统及功能的重要度识别，确定多样性保护系统中必须考虑的安全功能及系统；

进行确定论分析：

(a)对核电厂事故类别进行确定论分析；

(b)确定不同类别事故叠加RPS失效工况的验收准则；

(c)对不同类别事故叠加RPS失效的事故进程进行分析，确定满足验收准则情况下不同类别事故叠加RPS失效工况的安全系统功能需求的最小割集；

(B)根据概率论分析结果和确定论分析结果，确定多样性保护系统的功能需求；

(C)根据多样性保护系统的功能需求，确定相应的保护信号设置。